TWI648905B - Standing wave phase shift concentrating device - Google Patents

Abstract

一種駐波相移集中裝置，包含一工作腔體、一第一波導管，及一第二波導管，該工作腔體包括一第一平面、一第二平面、一第三平面，及一第四平面，該第一、二、三、四平面圍繞界定出一腔體空間，該第一波導管包括一與該第一平面連接之第一連接口，該第二波導管設置於該第二平面且與該第一波導管交錯於不同高度平面上，其包括一與該第二平面連接之第二連接口，該第一、二波導管所傳送之頻率會產生一波長，及一波峰，該第一、二波導管會駐波相移集中於該腔體空間中形成一疊加該波峰之作用區，且該作用區內的波值能量為大於等於該波峰。

Description

駐波相移集中裝置

本發明是有關一種集中裝置，特別是指一種駐波相移集中裝置。

目前對物件的加熱乾燥方法分為熱風乾燥法、真空乾燥法及微波乾燥法，其中，熱風乾燥法是將熱風強制吹送至物件上，以蒸發物件的水分，缺點在於物件乾燥速度慢會耗費較多能源，而真空乾燥法是利用腔室減壓使物件內部水分向表面擴散蒸發，惟，真空腔設備價格昂貴且乾燥速度慢，而無法降低乾燥成本。

另外，微波乾燥法的原理是將微波發送至加熱腔中，微波在加熱腔中不斷地反射共振形成駐波，而在駐波的作動下使加熱腔中之物件內的水分子產生劇烈的運動而發熱，以蒸發物件的水分，且由於過程中僅會使含水物件的溫度升高，不會加熱物件附近的空氣，因此，可大幅降低乾燥所需消耗之能量。

惟，駐波結構的能量分佈並不均勻，其中駐波的節點位置能量幾乎為零，而駐波的波腹位置能量則最高，這樣的差異將造成了物件的加熱區域不均勻，目前 為了避免加熱不均勻的情況，會旋轉欲加熱之物件使駐波之波腹相對於物件的位置持續改變，或者是在加熱腔中設置一攪拌器，使得駐波的位置隨著攪拌的轉動改變，以達物件加熱均勻之目的，但物件旋轉的設計較難實現於連續式或大面積物件的應用。

上述缺點都顯現習知微波乾燥在作業過程所衍生的種種問題，長久下來，常常導致物件的不良率與成本效率無法提升等缺失，因此，現有技術確實有待提出更佳解決方案之必要性。

有鑑於此，本發明之目的，是提供一種駐波相移集中裝置，包含一工作腔體、一第一波導管，及一第二波導管。

該工作腔體概呈矩形，其包括一第一平面、一第二平面、一第三平面，及一第四平面，該第一平面與該第二平面對向設置，該第三平面與該第四平面對向設置且位於該第一、二平面間，該第一、二、三、四平面圍繞界定出一腔體空間，該第一波導管設置於該第一平面上，其包括一與該第一平面連接之第一連接口，該第一連接口之中心與該第三平面間具有一第一距離，以及一與該第四平面間之第二距離，該第一距離與該第二距離的比值不小於0.25並小於1。

該第二波導管設置於該第二平面上且與該 第一波導管交錯於不同高度平面，其包括一與該第二平面連接之第二連接口，該第二連接口之中心與該第三平面間具有一第三距離，以及一與該第四平面間之第四距離，該第三距離與該第四距離的比值不大於4並大於1，該第一、二波導管所傳送之頻率會產生一波長，及一波峰，該第一、二波導管會駐波相移集中於該腔體空間中形成一疊加該波峰之作用區，且該作用區內的波值能量為大於等於該波峰。

本發明的另一技術手段，是在於上述之腔體空間的長度介於1~11個波長，寬度介於1~5個波長，高度介於1.5~7個波長。

本發明的又一技術手段，是在於上述之腔體空間定義有一沿該第三平面中心至該第四平面中心延伸的中心線，該第一、二波導管是交錯設置於該中心線上方或下方的3個波長處，以於不同高度平面上。

本發明的再一技術手段，是在於上述之作用區位於該中心線，其長度與寬度分別介於1~3個波長，高度為該中心線上方至下方各1個波長。

本發明的另一技術手段，是在於上述之第一、二平面與該第三、四平面之比值為該第一、二平面大於等於1。

本發明的又一技術手段，是在於上述之作用區之長度與寬度的比值為長度大於等於1。

本發明的再一技術手段，是在於上述之第 一波導管之第一連接口概呈矩形，更具有一第一長度與一第一寬度，該第一長度的長度介於該第一波導管所傳送之微波的0.5~1個波長，該第一寬度的長度是小於該第一波導管所傳送之微波的0.5個波長。

本發明的另一技術手段，是在於上述之第二波導管之第二連接口概呈矩形，更具有一第二長度與一第二寬度，該第二長度的長度介於該第二波導管所傳送之微波的0.5~1個波長，該第二寬度的長度是小於該第二波導管所傳送之微波的0.5個波長。

本發明的又一技術手段，是在於上述之第一平面具有一第一開孔，該第二平面具有一對應該第一開孔設置之第二開孔，該第一、二開孔的中心位於該中心線的中點且長度是小於等於5個波長，寬度是小於等於3個波長，該第一、二開孔、該腔體空間與一外部空間相連通，該第一、二開孔可供一傳輸帶通過。

本發明的再一技術手段，是在於上述之駐波相移集中裝置更包含一設置於該工作腔體中之壓合單元，用以對該腔體空間中之工作物件進行壓合作業。

本發明的另一技術手段，是在於上述之第一、二波導管所傳送之微波頻率介於300MHz~3GHz間。

本發明的又一技術手段，是在於上述之第一距離等於該第四距離，且該第二距離等於該第三距離。

本發明之有益功效在於，藉由該第一、二 波導管上下左右交錯設置在不同高度平面上，使該第一、二波導管所發出之駐波相移集中於該腔體空間中的作用區，進一步地，透過加熱區域集中在該作用區以及該第一、二開孔的中心位於該中心線的中點，利用該傳輸帶將待處理之工作物件由該外部空間輸送至該第一、二開孔，以進入該腔體空間進行連續式的高效率乾燥製程作業，可達物件加熱集中且均勻之目的。

5‧‧‧工作腔體

50‧‧‧腔體空間

501‧‧‧中心線

51‧‧‧第一平面

511‧‧‧第一開孔

52‧‧‧第二平面

521‧‧‧第二開孔

53‧‧‧第三平面

54‧‧‧第四平面

6‧‧‧第一波導管

61‧‧‧第一連接口

611‧‧‧第一長度

612‧‧‧第一寬度

7‧‧‧第二波導管

71‧‧‧第二連接口

711‧‧‧第二長度

712‧‧‧第二寬度

8‧‧‧壓合單元

a‧‧‧波長

b‧‧‧波峰

A‧‧‧作用區

B‧‧‧傳輸帶

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

D3‧‧‧第三距離

D4‧‧‧第四距離

X‧‧‧工作物件

圖1是一立體示意圖，說明本發明駐波相移集中裝置的第一較佳實施例；圖2是圖1的C-C剖面圖，說明該第一較佳實施例中一第一波導管的設置態樣；圖3是圖1的C-C剖面圖，說明該第一較佳實施例中一第二波導管的設置態樣；圖4是一立體示意圖，說明該第一較佳實施例中該第一波導管傳送之頻率所產生一波長，及一波峰的態樣；圖5是一示意圖，說明該第一較佳實施例中一中心線上之作用區的電場分佈態樣；及圖6是一剖面示意圖，說明本發明駐波相移集中裝置的第二較佳實施例。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內 容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1、2，及3，為本發明駐波相移集中裝置的第一較佳實施例，其包含一工作腔體5、一第一波導管6，及一第二波導管7。

該工作腔體5概呈矩形，其包括一第一平面51、一第二平面52、一第三平面53，及一第四平面54，該第一平面51與該第二平面52對向設置，該第三平面53與該第四平面54對向設置且位於該第一、二平面51、52間，該第一、二、三、四平面51、52、53、54圍繞界定出一腔體空間50，且該腔體空間50定義有一沿該第三平面53的中心至該第四平面54的中心延伸的中心線501。

在該第一較佳實施例中，該腔體空間50的長度介於1~11個波長，寬度介於1~5個波長，高度介於1.5~7個波長，其中，該第一、二平面51、52與該第三、四平面53、54之比值為該第一、二平面51、52大於等於1。

進一步地，該第一平面51具有一第一開孔511，該第二平面52具有一對應該第一開孔511設置之第二開孔521，該第一、二開孔511、521的中心位於該中心線501的中點且長度是小於等於5個波長，寬度則是小等於3個波長，該第一、二開孔511、521、該腔體空間50與一外部空間相連通，藉此，該第一、二開孔511、521 可供一傳輸帶B通過，以使該工作腔體5成為一連續式的作業空間設計。

透過該傳輸帶B將待處理之物件由該外部空間輸送至該腔體空間50中進行微波乾燥，以進行連續式之高效率乾燥製程作業。

該第一波導管6設置於該第一平面51上，較佳地，該第一波導管6是設置於該中心線501上方或下方的3個波長處，其包括一與該第一平面51連接之第一連接口61，該第一連接口61之中心與該第三平面53間具有一第一距離D1，以及一與該第四平面54間之第二距離D2，該第一距離D1與該第二距離D2的比值不小於0.25並小於1，在該第一較佳實施例中，該第一距離D1與該第二距離D2的比值為0.25，而該第一波導管6所傳送之微波頻率介於300MHz~3GHz間，於此圖式並未繪出用以產生微波之磁控管。

此外，該第一波導管6之第一連接口61概呈矩形，該第一連接口61可將該第一波導管6所發出之微波傳導至該腔體空間50，更具有一第一長度611與一第一寬度612，該第一長度611的長度介於該第一波導管6所傳送之微波的0.5~1個波長，該第一寬度612的長度是小於該第一波導管6所傳送之微波的0.5個波長，該第一連接口61供該第一波導管6之微波傳導。

該第二波導管7設置於該第二平面52上且 與該第一波導管6交錯於不同高度平面，較佳地，該第二波導管7是與該第一波導管6交錯設置於該中心線501上方或下方的3個波長處，以於不同高度平面上，其包括一與該第二平面52連接之第二連接口71，該第二連接口71之中心與該第三平面53間具有一第三距離D3，以及一與該第四平面54間之第四距離D4，該第三距離D3與該第四距離D4的比值不大於4並大於1，在該第一較佳實施例中，該第三距離D3與該第四距離D4的比值為4，而該第二波導管7所傳送之微波頻率介於300MHz~3GHz間，於此圖式並未繪出用以產生微波之磁控管。

於此，該第一、二波導管6、7所傳送之微波頻率在2.45GHz波長約為12公分，頻率在980MHz波長約為29公分，頻率在675MHz波長約為44公分。

透過該第一、二波導管6、7不對稱之設置，可防止該第一、二波導管6、7互相干擾而影響其使用壽命。除此之外，該第一距離D1等於該第四距離D4，且該第二距離D2等於該第三距離D3，可使得該腔體空間50中的能量分佈均勻。

進一步地，該第二波導管7之第二連接口71概呈矩形，該第二連接口71可將該第二波導管7所發出之微波傳導至該腔體空間50，更具有一第二長度711與一第二寬度712，該第二長度711的長度介於該第二波導管7所傳送之微波的0.5~1個波長，該第二寬度712的長 度是小於該第二波導管7所傳送之微波的0.5個波長，該第二連接口71供該第二波導管7之微波傳導。

再請參閱圖4、5，實際實施時，該第一、二波導管6、7所傳送之頻率會產生一波長a，及一波峰b，該第一、二波導管6、7會駐波相移集中於該腔體空間50中形成一疊加該波峰b之作用區A，且該作用區A內的波值能量為大於等於該波峰b。

較佳地，該作用區A位於該中心線501，其長度與寬度分別介於1~3個波長，高度為該中心線501上方至下方各1個波長距離，於此，該作用區A之長度與寬度的比值為長度大於等於1。

配合參閱附件1、2，為不同高度之作用區A的電場分佈圖，由電場圖可以看到該腔體空間50中的電場分佈集中於該作用區A，並且無明顯突出的能量分佈，可使得物件被均勻的加熱及乾燥。

藉由該第一、二波導管6、7於該第一、二平面51、52之上下左右交錯在不同高度平面設計，將該第一、二波導管6、7所發出之駐波相移集中於該腔體空間50中的作用區A，以使加熱區域集中在高度為該中心線501上方至下方各1個波長距離，及長度與寬度介於1~3個波長距離的作用區A中，進一步地，透過加熱區域集中在該作用區A以及該第一、二開孔511、521的中心位於該中心線的中點，利用該傳輸帶B將待處理之物件由該外 部空間輸送至該第一、二開孔511、521，以進入該腔體空間50中進行連續式之高效率乾燥製程作業，以達該物件加熱集中且均勻之目的。

參閱圖6，為本發明駐波相移集中裝置之第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該駐波相移集中裝置更包含一壓合單元8。

該壓合單元8設置於該工作腔體50中，用以對該腔體空間50中之工作物件X進行壓合作業。在該第二實施例中，透過於該工作腔體50中設置該壓合單元8，可作為製鞋業之鞋面與鞋底結合的壓合作業使用，實際實施時，本發明亦可應用於紙業、紡織業、玻璃等產業，端視使用需求，不應以此所揭露者為限。

綜上所述，本發明駐波相移集中裝置，藉以該工作腔體5、該第一波導管6，及該第二波導管7間相互設置，將該第一、二波導管6、7上下左右交錯設置在不同高度平面，使該第一、二波導管6、7所發出之駐波相移集中於該腔體空間50中的作用區A，進一步地，透過加熱區域集中在該作用區A以及該第一、二開孔511、521的中心位於該中心線的中點，利用該傳輸帶B將待處理之工作物件X由該外部空間輸送至該第一、二開孔511、521，以進入該腔體空間50中進行連續式之高效率乾燥製程作業，可使該工作物件X加熱集中且均勻，故確實可以達成 本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

附件1：為位於該中心線上之作用區的電場分佈態樣示意圖。

附件2：為不同高度之作用區的電場分佈態樣示意圖。

Claims (12)

1. 一種駐波相移集中裝置，包含：一概呈矩形之工作腔體，其包括一第一平面、一第二平面、一第三平面，及一第四平面，該第一平面與該第二平面對向設置，該第三平面與該第四平面對向設置且位於該第一、二平面間，該第一、二、三、四平面圍繞界定出一腔體空間；一設置於該第一平面上之第一波導管，其包括一與該第一平面連接之第一連接口，該第一連接口之中心與該第三平面間具有一第一距離，以及一與該第四平面間之第二距離，該第一距離與該第二距離的比值不小於0.25並小於1；及一設置於該第二平面上且與該第一波導管交錯於不同高度平面之第二波導管，其包括一與該第二平面連接之第二連接口，該第二連接口之中心與該第三平面間具有一第三距離，以及一與該第四平面間之第四距離，該第三距離與該第四距離的比值不大於4並大於1；該第一、二波導管所傳送之頻率會產生一波長，及一波峰，該第一、二波導管會駐波相移集中於該腔體空間中形成一疊加該波峰之作用區，且該作用區內的波值能量為大於等於該波峰。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之駐波相移集中裝置，其中，該腔體空間的長度介於1~11個波長，寬度介於1~5 個波長，高度介於1.5~7個波長。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之駐波相移集中裝置，其中，該腔體空間定義有一沿該第三平面中心至該第四平面中心延伸的中心線，該第一、二波導管是交錯設置於該中心線上方或下方的3個波長處，以於不同高度平面上。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之駐波相移集中裝置，其中，該作用區位於該中心線，其長度與寬度分別介於1~3個波長，高度為該中心線上方至下方各1個波長。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之駐波相移集中裝置，其中，該第一、二平面與該第三、四平面之比值為該第一、二平面大於等於1。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之駐波相移集中裝置，其中，該作用區之長度與寬度的比值為長度大於等於1。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之駐波相移集中裝置，其中，該第一波導管之第一連接口概呈矩形，更具有一第一長度與一第一寬度，該第一長度的長度介於該第一波導管所傳送之微波的0.5~1個波長，該第一寬度的長度是小於該第一波導管所傳送之微波的0.5個波長。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之駐波相移集中裝置，其中，該第二波導管之第二連接口概呈矩形，更具有一第二長度與一第二寬度，該第二長度的長度介於該第二波導管所傳送之微波的0.5~1個波長，該第二寬度的長度 是小於該第二波導管所傳送之微波的0.5個波長。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之駐波相移集中裝置，其中，該第一平面具有一第一開孔，該第二平面具有一對應該第一開孔設置之第二開孔，該第一、二開孔的中心位於該中心線的中點且長度是小於等於5個波長，寬度是小於等於3個波長，該第一、二開孔、該腔體空間與一外部空間相連通，該第一、二開孔可供一傳輸帶通過。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之駐波相移集中裝置，更包含一設置於該工作腔體中之壓合單元，用以對該腔體空間中之工作物件進行壓合作業。
11. 依據申請專利範圍第10項所述之駐波相移集中裝置，其中，該第一、二波導管所傳送之微波頻率介於300MHz~3GHz間。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之駐波相移集中裝置，其中，該第一距離等於該第四距離，且該第二距離等於該第三距離。